關(guān)于混凝土施工技術(shù)在高層建筑中的運(yùn)用探討

摘要：高層建筑的主要承重結(jié)構(gòu)多為混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的施工質(zhì)量直接關(guān)系到建筑的承載能力和整體穩(wěn)定性。以K綠色生態(tài)辦公樓項(xiàng)目工程為例，從設(shè)計(jì)優(yōu)化混凝土配合比、泵送運(yùn)輸混凝土、澆筑振搗大體積混凝土、套筒灌漿預(yù)制構(gòu)件4個(gè)要點(diǎn)方面，探討了混凝土施工技術(shù)在高層建筑中的運(yùn)用。將上述混凝土施工技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程中，對(duì)施工效果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)測(cè)試點(diǎn)的回彈平均值和聲速平均值分別為38.9m和3.822km/s，全部滿足安全需要，說明上述混凝土施工技術(shù)有效，可以確保高層建筑的安全穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：混凝土；泵送；高層建筑；澆筑；振搗；配合比

0" "引言

高層建筑的設(shè)計(jì)和施工是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要遵循嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)，以確保其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用安全[1]。在高層建筑的施工過程中，混凝土施工技術(shù)占據(jù)核心地位，其不僅直接關(guān)系到建筑的質(zhì)量、安全性和耐久性，對(duì)于工程的施工進(jìn)度和成本也產(chǎn)生了重要影響。深入研究和探討高質(zhì)量的混凝土施工技術(shù)，對(duì)于縮短高層建筑的施工時(shí)間以及提高建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性都具有重要作用。

相關(guān)學(xué)者指出，大體積混凝土施工技術(shù)通常比較復(fù)雜，同時(shí)滿足斷面尺寸、工程的面積和體積的要求，才能確保其滿足設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2]。中高層建筑工程具有樓層多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使得混凝土澆筑施工技術(shù)在工程使用中面臨著諸多挑戰(zhàn)，如混凝土輸送距離遠(yuǎn)、澆筑高度大、澆筑質(zhì)量控制難等[3]。在這一背景下，有學(xué)者提出在施工中可以推廣使用預(yù)制構(gòu)件、清水混凝土等綠色施工技術(shù)，減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)量，降低能耗和污染[4]，在保證高層建筑施工的環(huán)保性的同時(shí)，盡可能削減施工隊(duì)環(huán)境造成的影響。

基于此，本文以K綠色生態(tài)辦公樓項(xiàng)目工程為例，從設(shè)計(jì)優(yōu)化混凝土配合比、泵送運(yùn)輸混凝土、澆筑振搗大體積混凝土、套筒灌漿預(yù)制構(gòu)件4個(gè)要點(diǎn)方面，探討了混凝土施工技術(shù)在高層建筑中的運(yùn)用。將上述混凝土施工技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程中，對(duì)施工效果進(jìn)行分析，以確保高層建筑的安全穩(wěn)定。

1" "工程概況

在本次關(guān)于混凝土施工技術(shù)在高層建筑中的運(yùn)用探討中，選擇位于M地區(qū)的K綠色生態(tài)辦公樓項(xiàng)目為研究對(duì)象。K綠色生態(tài)辦公樓項(xiàng)目為高層建筑形狀近似矩形，規(guī)劃用地總面積約為15000m2， 辦公樓分為地上20層和地下2層，整個(gè)項(xiàng)目為B級(jí)高度高層建筑，主要采用鋼筋混凝土框架和筒結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成。

本文主要針對(duì)K綠色生態(tài)辦公樓的地上部分展開討論。該建筑地上一層和二層作商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，其余為辦公區(qū)域，首層層高約為5.5m，2層層高4.0m，其他高層層高為3.2m，建筑剖面圖如圖1所示，整個(gè)建筑規(guī)定結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。

2" "混凝土施工關(guān)鍵要點(diǎn)

2.1" "設(shè)計(jì)優(yōu)化混凝土配合比

本工程嚴(yán)格遵循《高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的標(biāo)準(zhǔn)要求，在混凝土配置的過程中選取水泥、砂、石等基礎(chǔ)材料，攪拌后制成C50至C80的高強(qiáng)混凝土。在設(shè)置混凝土配合比的工程中，首先需要對(duì)混凝土骨料的體積和重量參數(shù)展開計(jì)算[5]，計(jì)算公式如下：

式中：Ai，j代表混凝土中的骨料總體積量；A則代表混凝土的自身體積；bl、cl分別代表粉煤灰的用量和密度；bf、cf分別代表硅灰的用量和密度；br、cr分別代表纖維摻合料的用量和密度；bh、ch分別代表減水劑的用量和密度。

結(jié)合上述計(jì)算結(jié)果，對(duì)混凝土中的粗細(xì)骨料用量分別進(jìn)行計(jì)算，公式如下：

式（2）和式（3）中：Vi代表細(xì)骨料用量；Vj代表粗骨料用量；αi代表體積砂率；ci和cj 分別代表細(xì)骨料和粗骨料的材料密度。

需要按照計(jì)算后結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行混凝土試拌工作，以保證總堿含量、總氯離子含量、總?cè)趸蚝恳约盎炷翝{體比的核算結(jié)果準(zhǔn)確無誤。一旦試拌測(cè)試結(jié)果未能滿足設(shè)計(jì)要求，需要立即對(duì)拌合物的砂率和外加劑摻量進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。調(diào)整完成后，重新拌制并展開測(cè)試，直至所有指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，確?；炷恋馁|(zhì)量達(dá)到最佳狀態(tài)。

2.2" "輸混凝土泵送

在泵送運(yùn)輸混凝土作業(yè)中，本研究選用了三臺(tái)HBTT8DC-2118D型拖泵設(shè)備進(jìn)行同步施工，具體混凝土拖泵的參數(shù)如表1所示。

為了保證泵送運(yùn)輸混凝土的連續(xù)性，施工前對(duì)管道接口進(jìn)行嚴(yán)格的密封處理，確保管道內(nèi)部壓力充分滿足工程需求。同時(shí)，對(duì)出泵管道進(jìn)行水平設(shè)置，以減少混凝土泵送過程中管道的大幅振動(dòng)[6]。

在泵送過程中，混凝土可能會(huì)產(chǎn)生坍落度過大的問題，對(duì)此需要在泵送施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置臨時(shí)外加劑注射槍，以便及時(shí)增加外加劑用量。結(jié)合混凝土攪拌車的快速攪拌功能，確?；炷撂涠冗^大問題在1min內(nèi)恢復(fù)，并滿足泵送要求。

2.3" "混凝土澆筑與振搗

2.3.1" "混凝土澆筑

在本項(xiàng)目中，需精確澆筑集水坑和電梯基坑等關(guān)鍵部位的底板，控制澆筑厚度在400mm左右，且最大誤差不超過±10mm。澆筑過程中，嚴(yán)格按照不超過1：6的斜面坡度進(jìn)行斜向推進(jìn)澆筑，以此保證混凝土分布的均勻性和結(jié)構(gòu)的完整性。

為避免一次性澆筑過厚或過快導(dǎo)致模板因承受過大壓力而變形或損壞，以及吊模階段可能出現(xiàn)因澆筑不當(dāng)引起的模板沖擊問題，需要使用鐵鍬平行且緩慢的推進(jìn)澆筑，以便在易于排水端部區(qū)域形成泌水層。同時(shí)，配備水泵及時(shí)從板面排除泌水，并密切監(jiān)控泵管狀態(tài)，確?；炷敛粫?huì)直接從泵管中未經(jīng)控制地流出。

2.3.2" "混凝土振搗

澆筑后的振搗環(huán)節(jié)，需要根據(jù)不同的澆筑面積和厚度選擇合適的振搗棒型號(hào)、數(shù)量和位置。每臺(tái)混凝土泵出料口處必須設(shè)置3個(gè)安裝點(diǎn)，分別位于出料處、斜坡上部和斜邊中部，用于保證混凝土的流淌坡度、密實(shí)度和振搗質(zhì)量符合要求。在振搗過程中，采樣快插慢拔的操作方式，并嚴(yán)格控制振搗棒的移動(dòng)距離和插入深度。當(dāng)混凝土表面達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，即水分下沉現(xiàn)象明顯減緩并開始有灰漿泛出時(shí)，結(jié)束初次振搗。此外，為了進(jìn)一步提高大體積混凝土內(nèi)部鋼筋周圍混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度，必須適時(shí)進(jìn)行二次振搗。

2.4" "套筒灌漿預(yù)制構(gòu)件

套筒灌漿預(yù)制構(gòu)件由工廠構(gòu)造完成，盡管制造過程中可能會(huì)產(chǎn)生一定量的建筑垃圾和廢棄物，但與現(xiàn)場(chǎng)施工相比，其產(chǎn)生的垃圾量通常較少[7]。為了提升本項(xiàng)目的環(huán)保性，在項(xiàng)目施工過程中選擇部分區(qū)域，采用預(yù)制構(gòu)件組裝的方式進(jìn)行施工。在組裝過程中，需要運(yùn)用專業(yè)的混凝土施工技術(shù)對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行套筒灌漿連接。

2.4.1" "施工前準(zhǔn)備

在進(jìn)行套筒灌漿前，需要對(duì)構(gòu)件與樓板之間的接觸面進(jìn)行清掃，確保表面無灰渣、無油污，并保持濕潤但無積水狀態(tài)。隨后，將按照規(guī)定的配合比及拌合工藝配置的混凝土拌均勻。待灌漿料的初始流動(dòng)度檢測(cè)結(jié)果達(dá)到或小于300mm時(shí)，即可開始進(jìn)行套筒灌漿作業(yè)。

2.4.2" "操作要點(diǎn)

使用專用灌漿設(shè)備分批對(duì)預(yù)制件進(jìn)行套筒灌漿，確保對(duì)注漿壓力的精確控制，以此調(diào)節(jié)注漿料的流速。對(duì)于高層建筑電梯井壁的施工，應(yīng)利用塔機(jī)和料斗進(jìn)行精細(xì)的、大面積的分層澆筑作業(yè)。為防止因吊模階段出現(xiàn)失誤而導(dǎo)致灌漿的均勻性和密實(shí)度不滿足工程要求，所有進(jìn)漿孔和出漿孔在施工期間均需保持暢通狀態(tài)。

當(dāng)觀察到漿料從進(jìn)漿孔或出漿孔均勻溢出，并確認(rèn)截面被完全覆蓋時(shí)，應(yīng)立即使用橡膠塞進(jìn)行封堵。在整個(gè)灌漿過程中，一旦發(fā)現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，必須立即全面暫停灌漿作業(yè)，并待查明原因、采取措施后，方可重新進(jìn)行灌漿，以確保灌漿質(zhì)量和工程安全。

3" "混凝土施工技術(shù)在高層建筑中的施工效果

3.1" "測(cè)試準(zhǔn)備

為驗(yàn)證上述提出的混凝土施工技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用效果，對(duì)K綠色生態(tài)辦公樓項(xiàng)目進(jìn)行安全性評(píng)估。隨機(jī)選取高層建筑的五個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行超聲回彈綜合檢測(cè)。選取的節(jié)點(diǎn)測(cè)量區(qū)域尺寸為20cm×20cm，使用回彈儀和低頻超聲波檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，設(shè)備的具體參數(shù)如表2所示。

使用回彈儀對(duì)每個(gè)測(cè)區(qū)的兩個(gè)帶側(cè)面進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量過程需要反復(fù)進(jìn)行五次，并計(jì)算其平均值。同時(shí)，在每個(gè)測(cè)區(qū)相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)測(cè)面上各布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，使用超聲波儀測(cè)量超聲波在混凝土中的傳播速度。將測(cè)得的回彈值和超聲波聲速值進(jìn)行記錄，并以此推算出運(yùn)用混凝土施工技術(shù)構(gòu)建的K綠色生態(tài)辦公樓項(xiàng)目安全性。

3.2" "測(cè)試結(jié)果

根據(jù)建筑安全要求，當(dāng)聲速達(dá)到3.00km/s，且回彈平均值超過35.0m時(shí)，建筑的安全性滿足安全需求。超聲回彈綜合檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)可知，K綠色生態(tài)辦公樓項(xiàng)目中選取的五個(gè)測(cè)試點(diǎn)的回彈強(qiáng)度平均值和聲速平均值分別為38.9MPa和3.822km/s，這兩個(gè)數(shù)值均滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，證明了該建筑物所使用的混凝土材料符合安全使用要求，能夠有效保障人們?cè)诮ㄖ飪?nèi)的安全與舒適。此外，通過對(duì)材料來源的嚴(yán)格把控和施工工藝的精細(xì)控制，不僅確保了施工質(zhì)量，同時(shí)也推動(dòng)了建筑行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展。

4" "結(jié)束語

本文以K綠色生態(tài)辦公樓項(xiàng)目工程為例，從設(shè)計(jì)優(yōu)化混凝土配合比、泵送運(yùn)輸混凝土、澆筑振搗大體積混凝土、套筒灌漿預(yù)制構(gòu)件4個(gè)要點(diǎn)方面，探討了混凝土施工技術(shù)在高層建筑中的運(yùn)用。

實(shí)踐證明，上述混凝土施工技術(shù)有效，可以確保高層建筑的安全穩(wěn)定，并有利于縮短工期、減少浪費(fèi)。在提高施工水平的基礎(chǔ)上，保證了項(xiàng)目的環(huán)保性。在未來的工作，關(guān)于混凝土施工，可以考慮通過引入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、相關(guān)高性能材料等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)施工過程的智能化監(jiān)控和管理，為整體的高層建筑使用壽命的延長提供理論基礎(chǔ)，在保證施工的質(zhì)量同時(shí)提高施工效率。

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